Published February 18, 2016 | Version v1
Journal article

Deep-UV nitride-on-silicon microdisk lasers

Others:
Laboratoire Charles Coulomb (L2C) ; Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut d'électronique fondamentale (IEF) ; Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre de recherche sur l'hétéroepitaxie et ses applications (CRHEA) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)
Nanophysique et Semiconducteurs (NPSC) ; PHotonique, ELectronique et Ingénierie QuantiqueS (PHELIQS) ; Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG) ; Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG) ; Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
ANR-13-BS10-0010,QUANONIC,Optique quantique et non-linéaire dans des cavités nitrures(2013)
ANR-11-LABX-0014,GANEX,Réseau national sur GaN(2011)

Description

Deep ultra-violet semiconductor lasers have numerous applications for optical storage and biochemistry. Many strategies based on nitride heterostructures and adapted substrates have been investigated to develop efficient active layers in this spectral range, starting with AlGaN quantum wells on AlN substrates and more recently sapphire and SiC substrates. Here we report an efficient and simple solution relying on binary GaN/AlN quantum wells grown on a thin AlN buffer layer on a silicon substrate. This active region is embedded in microdisk photonic resonators of high quality factors and allows the demonstration of a deep ultra-violet microlaser operating at 275 nm at room temperature under optical pumping, with a spontaneous emission coupling factor $\beta=(4±2) 10^{-4}$. The ability of the active layer to be released from the silicon substrate and to be grown on silicon-on-insulator substrates opens the way to future developments of nitride nanophotonic platforms on silicon.

Abstract

International audience

Additional details

Created:
December 4, 2022
Modified:
November 30, 2023